ingeniería civil -...
Post on 29-Aug-2019
216 Views
Preview:
TRANSCRIPT
UNIVERSIDAD SAN FRANCISCO DE QUITO USFQ
Colegio de Ciencias e Ingenierías
Viabilidad Económica del diseño e implementación del
Sistema de drenaje para la cancha de césped natural de la
USFQ Trabajo de Titulación
.
Danilo Javier García Guevara
Ingeniería Civil
Trabajo de titulación presentado como requisito
para la obtención del título de
Ingeniero Civil
Quito, 1 de mayo de 2018
2
UNIVERSIDAD SAN FRANCISCO DE QUITO USFQ
COLEGIO DE CIENCIAS E INGENIERÍAS
HOJA DE CALIFICACIÓN
DE TRABAJO DE TITULACIÓN
Viabilidad Económica del diseño e implementación del Sistema de drenaje
para la cancha de césped natural de la USFQ
Danilo Javier García Guevara
Calificación:
Nombre del profesor, Título académico
Sixto Durán-Ballén, Ph.D.
Firma del profesor
Quito, 1 de mayo de 2018
3
Derechos de Autor
Por medio del presente documento certifico que he leído todas las Políticas y Manuales
de la Universidad San Francisco de Quito USFQ, incluyendo la Política de Propiedad
Intelectual USFQ, y estoy de acuerdo con su contenido, por lo que los derechos de propiedad
intelectual del presente trabajo quedan sujetos a lo dispuesto en esas Políticas.
Asimismo, autorizo a la USFQ para que realice la digitalización y publicación de este
trabajo en el repositorio virtual, de conformidad a lo dispuesto en el Art. 144 de la Ley Orgánica
de Educación Superior.
Firma del estudiante: _______________________________________
Nombres y apellidos: Danilo Javier García Guevara
Código: 00110669
Cédula de Identidad: 1716388176
Lugar y fecha: Quito, mayo de 2018
4
RESUMEN
El presente trabajo de titulación tiene como contenido el diseño, procedimiento
constructivo y análisis de costos de un sistema de drenaje para la cancha de futbol de césped
natural de la Universidad San Francisco de Quito. La implementación de este sistema de
drenaje viene como respuesta al daño en el terreno de juego producto del impacto sobre el
mismo al realizar la actividad deportiva y las precipitaciones. La inversión realizada cada
semestre para la restauración de la cancha es considerable, y parte importante de este trabajo
de titulación es demostrar la viabilidad económica del proyecto. El proceso de diseño trae
consigo varios ensayos sobre el suelo del terreno donde se llevará a cabo el proyecto, esto
con el fin de obtener las propiedades del mismo. A partir de estos datos se diseñará el sistema
de drenaje utilizando además la información hidrológica del sector. Así mismo, se propone
un calendario tentativo de actividades para la implementación del proyecto de manera
eficiente y de calidad. Finalmente, se realizó un análisis costo beneficio para corroborar la
viabilidad económica del proyecto. La intención de este trabajo de titulación es utilizar los
conocimientos teóricos aprendidos en los años de carrera y ponerlos en práctica a través de
un proyecto de incumbencia de ingeniería civil y producto de un problema real.
Palabras clave: diseño, procedimiento constructivo, análisis de costos, drenaje, cancha de
futbol, análisis costo beneficio.
5
ABSTRACT
The following degree work contains the design, constructive process and economical
analysis of a proposal for a drainage system for the natural grass soccer field of the
Universidad San Francisco de Quito facilities. The implementation of this systems comes as a
response of the damage that the field undergoes because of the impact caused by the sport
activity and the1 precipitations. The investment placed every semester on the restauration of
the field is a considerable amount of money, and an important part of this degree work is to
show the economical viability of the project. The design process brings along a number of
soils tests that must be done, to obtain the properties required for the pipe dimensioning. By
combining this data combined with the hydrological information of the area the drainage
system design will take place. In addition, you can find a tentative schedule of activities for
an efficient work time. Finally, an cost benefit analysis can be found to corroborate the
economical viability of this project. This degree work intention has been to put into practice
all the theoretical knowledge learned during the course of the career through a project of civil
engineering scope while solving an ongoing problem.
Encontrar el equilibrio entre efectivizar gastos manteniendo la calidad es el trabajo del
ingeniero civil, y una ardua labor viene detrás de lograr cumplir con este trabajo.
Key words: design, constructive process, economical analysis, drainage, soccer field, cost
benefit analysis.
6
TABLA DE CONTENIDOS
INTRODUCCION ................................................................................................................. 10
Problemática ....................................................................................................................... 11
Objetivos ............................................................................................................................. 13
General ............................................................................................................................. 13
Específicos. ...................................................................................................................... 13
Datos del Terreno ............................................................................................................... 13
Localización. .................................................................................................................... 13
Análisis Hidrologico. ....................................................................................................... 14
GENERALIDADES SOBRE EL DRENAJE ...................................................................... 16
Drenajes subterráneo......................................................................................................... 16
Tipos de sistemas de drenaje subterráneo ....................................................................... 16
Drenaje paralelo o rejilla . ................................................................................................ 16
Drenaje tipo espina de pescado. ....................................................................................... 17
ESTUDIO DE SUELOS ........................................................................................................ 18
Ensayo Próctor Estándar .................................................................................................. 18
Granulometría .................................................................................................................... 20
Ensayo de Permeabilidad (carga constante).................................................................... 21
DISEÑO DEL SISTEMA DE DRENAJE............................................................................ 24
Dimensionamiento.............................................................................................................. 24
Disposición de drenes ......................................................................................................... 25
Plano del sistema de drenaje ............................................................................................. 26
Cortes y Detalle .................................................................................................................. 30
PROCESO CONSTRUCTIVO............................................................................................. 31
Calendario tentativo de actividades ................................................................................. 32
ANALISIS DE COSTOS ....................................................................................................... 35
Costos actuales de mantenimiento .................................................................................... 35
Volúmenes de excavación .................................................................................................. 35
Materiales ........................................................................................................................... 36
Mano de obra...................................................................................................................... 37
Análisis Costo Beneficio .................................................................................................... 37
CONCLUSIONES.................................................................................................................. 40
Recomendaciones ............................................................................................................... 42
REFERENCIAS ..................................................................................................................... 43
ANEXOS ................................................................................................................................. 44
Anexo 1.- Fotografía de daño a la cancha 9 de mayo 2017 ............................................ 44
Anexo 2.- Fotografía de daño a la cancha 9 de mayo 2017 ............................................ 45
Anexo 3.- Fotografía de daño a la cancha 19 de septiembre 2017 ................................. 45
Anexo 4.- Fotografía de daño a la cancha 19 de septiembre 2017 ................................. 46
Anexo 5.- Fotografía de daño a la cancha 25 de septiembre 2017 ................................. 46
Anexo 6.- Fotografía de daño a la cancha y sistema de riego 26 de septiembre 2017.. 47
Anexo 7.- Fotografía de daño a la cancha y sistema de riego 26 de septiembre 2017.. 47
Anexo 8.- Fotografía de daño a la cancha y sistema de riego 26 de septiembre 2017.. 48
Anexo 9.- Fotografía de juego bajo la precipitación a la cancha 28 de septiembre 2017
.............................................................................................................................................. 48
7
Anexo 10.- Fotografía de precipitación en la cancha 28 de septiembre 2017 ............... 49
Anexo 11.- Fotografía de daño a la cancha 16 de noviembre 2017................................ 49
Anexo 12.- Fotografía de daño a la cancha 16 de noviembre 2017................................ 50
Anexo 13.- Fotografía de daño a la cancha 28 de noviembre 2017................................ 50
Anexo 14.- Fotografía de daño a la cancha 28 de noviembre 2017................................ 51
Anexo 15.- Fotografía de daño a la cancha 28 de noviembre 2017................................ 51
Anexo 16.- Fotografía de daño a la cancha 7 de diciembre 2017 ................................... 52
Anexo 17.- Fotografía de daño a la cancha 7 de diciembre 2017 ................................... 52
Anexo 18.- Fotografía de daño a la cancha 7 de diciembre 2017 ................................... 53
Anexo 19.- Fotografía cancha 22 de febrero 2018 ........................................................... 53
Anexo 20.- Fotografía cancha 22 de febrero 2018, agua empozada en gradas por
precipitaciones continuas .................................................................................................. 54
Anexo 21.- Tipología de suelos SUCS (Fuente: Reyes, 2018) ......................................... 54
Anexo 22.- Rango aproximado de OCH vs. Tipo de suelo (Fuente: Terzaghi y Peck,
1980) .................................................................................................................................... 55
Anexo 23.- Valores típico de la conductividad hidráulica (Fuente: Coduto, 1999) ..... 55
Anexo 24.- Ficha técnica línea drenaje Plastigama (Fuente: Plastigama) .................... 56
8
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Resultados Ensayo Proctor Estándar ......................................................................... 19
Tabla 2. Datos del permeámetro .............................................................................................. 22
Tabla 3. Datos obtenidos del ensayo de permeabilidad. .......................................................... 22
Tabla 4. Caudales para 54.5 mm. de lluvia en la cancha en diferentes periodos de tiempo .... 24
Tabla 5. Capacidad de decarga para las tuberías estándares con pendientes del 1% y 2% ........... 25
Tabla 6. Numero de Referencia y Actividad ........................................................................... 32
Tabla 7. Información de costos de mantenimiento de la cancha de césped natural ................. 35
Tabla 8. Volumen de excavación para las cajas de revisión .................................................. 36
Tabla 9. Volumen de excavación para la tubería central ......................................................... 36
Tabla 10. Volumen de excavación para las tuberías de las ramificaciones ............................. 36
Tabla 11. Información de costos de materiales (Fuente: CAMICON, 2016) .......................... 37
Tabla 12. Información de costos de mano de obra (Fuente: CAMICON, 2016) ..................... 37
Tabla 13. Costos de mantenimiento durante 25 años implementando el proyecto .................. 38
Tabla 14. Costos de mantenimiento durante 25 años sin implementar el proyecto ................. 38
Tabla 15. Costos de mantenimiento durante 50 años implementando el proyecto .................. 38
Tabla 16. Costos de mantenimiento durante 50 años sin implementar el proyecto ................. 38
9
LIST DE FIGURAS
Figura 1: Fotografía de daño a la cancha 9 de mayo. .............................................................. 12
Figura 2: Fotografía de daño a la cancha 9 de mayo. .............................................................. 12
Figura 3: Fotografía satelital de la cancha (Fuente: Google Earth) . ....................................... 14
Figura 4: Climograma Cumbayá (Fuente: Merkel, 2018). ...................................................... 15
Figura 5: Ilustración de drenaje paralelo o rejilla (Fuente: Saldarriaga, 2016). ...................... 16
Figura 6: Ilustración de drenaje tipo espina de pescado (Fuente: Saldarriaga, 2016). ........... 17
Figura 7: Curva de compactación . ......................................................................................... 20
Figura 8: Curva Granulométrica. ............................................................................................. 21
Figura 9: Relación Drenaje-Tipo de suelo- Determinación de K (Fuente: Angelone, Garibay y
Caupaché, 2006). ........................................................................................................................ 23
Figura 10: Plano del sistema de drenaje con detalles .............................................................. 28
Figura 11: Plano del sistema de drenaje solo cancha. .............................................................. 29
Figura 12: Corte A -A’. ............................................................................................................ 30
Figura 13: Corte B-B’, armado de la caja de revisión. (unidades en metros). ......................... 30
Figura 14: Corte C-C’ (unidades en metros). ........................................................................... 30
Figura 15: Corte D-D’ (unidades en metros). .......................................................................... 30
10
INTRODUCCIÓN
La ingeniería civil siendo la ingeniería más antigua siempre ha tenido que lidiar con el
suelo, el mismo que es el elemento estructural de mayor incertidumbre para los ingenieros
civiles. Pese a que durante décadas se han desarrollado técnicas mediante asunciones las cuales
nos han permitido simular el comportamiento del suelo interactuando con las obras de
ingeniería civil. Sin embargo, todo este trabajo no es más que simulaciones con un factor de
seguridad muy alto, esto por la no homogeneidad del mismo. Excavación tuberías subterráneo
Además, los suelos tienen propiedades distintas segmentadas por secciones o estratos,
las mismas cambian repentinamente de acuerdo a condiciones ambientales, sobre todo con el
agua. De acuerdo con el nivel de humedad de las partículas de suelo este puede pasar de un
estado sólido a liquido o viscoso en cuestión de instantes. Este cambio brusco en un elemento
estructural de tanta importancia es algo que no se puede dejar a al azar, por esta razón, se han
desarrollado sistemas que ayudan a evacuar el exceso de agua del suelo llamados sistemas de
drenaje. Con esta idea en mente surgió este trabajo de titulación, al observar la destrucción de
la cancha de césped natural causada por la lluvia y el impacto que sufre por la disciplina
deportiva practicada, se me ocurrió utilizar mis conocimientos para brindar una solución a un
problema real. De igual manera, ayudar a los y las deportistas a que puedan realizar su actividad
de manera más cómoda y segura, mientras la universidad ahorra dinero que puede ser
reinvertido en la misma.
11
Problemática
La Universidad San Francisco de Quito por varios años consecutivos ha tenido que
invertir miles de dólares cada semestre en la restauración y el mantenimiento de la cancha de
fútbol, esto según el reporte de gastos anual del 2017 de la universidad de mantenimiento de
las áreas deportivas. Este inconveniente es producto de que el terreno de juego tiene un uso
considerable al ser la sede varios torneos semestralmente y además es utilizada para impartir
clases de deportes. Luego de un diagnostico visual se teorizo que el problema es una
sobresaturación del suelo conjunto con un fuerte impacto por la cantidad de encuentros
deportivos, sobre todo en el área central del terreno (Fig. 1 y Fig. 2), y ante esto se propone
que un pequeño sistema de drenaje como solución a este problema recurrente. Cada semestre
la universidad organiza dos torneos de futbol, uno masculino y uno femenino, los cuales son
disputados en los dos campos de juego que la universidad dispone en su campus de Cumbayá.
Uno de estos campos de juego es de césped natural, y recibe un impacto fuerte de desgastes
diariamente durante el torneo. Esta deterioración crece de manera exponencial cuando existen
precipitaciones, ya que al superar el límite sólido y pasar al plástico por la cantidad de agua
filtrándose en el suelo este se vuelve muy maleable de esta manera ahogando a los brotes de
césped en la superficie. Estos daños se ven reflejados en las condiciones de la cancha, las cuales
pueden llevar a lesiones de los jugadores y requieren una inversión considerable para poder ser
puesto en servicio nuevamente.
12
Fig. 1.- Fotografía de daño a la cancha 9 de mayo
Fig. 2.- Fotografía de daño a la cancha 9 de mayo 2017
13
Objetivos
General
Desarrollar un análisis de la viabilidad económica del proyecto de drenaje para la cancha de
césped natural de la Universidad San Francisco de Quito (USFQ) en el campus de Cumbayá.
Específicos
• Determinar la precipitación promedio y máxima para el dimensionamiento de la
capacidad del sistema.
• Diseñar un sistema de drenaje de agua lluvia para la cancha de césped natural de la
USFQ
• Lograr una correcta evacuación del exceso de agua en la cancha de futbol para que el
mismo cumpla con las necesidades de los deportistas.
• Realizar los planos y el dimensionamiento de la propuesta del sistema de drenaje
• Efectivizar los costos del proyecto manteniendo su calidad y apropiado funcionamiento
del sistema de drenaje.
• Realizar el planeamiento del proceso constructivo previo a la realización del proyecto.
Datos del terreno
Localización
El proyecto se propone realizar en la cancha de césped natural de la Universidad San
Francisco de Quito en el campus de Cumbayá. El mismo se encuentra ubicado en Latitud -
0.1980 y Longitud -78.4356 a 2212 metros sobre el nivel del mar.
14
Fig. 3.- Fotografía satelital de la cancha (Fuente: Google Earth)
Análisis Hidrológico
El análisis hidrológico una precipitación total anual de 958 mm. de lluvia para la zona
del proyecto. El mes más seco es el mes de julio con 13 mm. de lluvia, mientras que las
precipitaciones alcanzan su pico en abril con 145 mm. de lluvia. La temperatura promedio es
16.4 °C, la velocidad media del viento 9.5 km/h y humedad relativa del 82.1%. (Merkel, 2018)
Gracias a la información recolectada del INAMHI se obtuvo que la precipitación
máxima en un solo día en el mes de abril del año 2017 fue de 54.5 mm. de lluvia. Dato que
será el parámetro de diseño para determinar la escorrentía pico.
16
GENERALIDADES SOBRE EL DRENAJE
El drenaje es un sistema que tiene como objetivo evacuar el exceso de agua del suelo
con el fin de mantener las condiciones de aireación y la actividad biológica del mismo. Estas
condiciones son indispensables para cumplir con los procesos fisiológicos al crecimiento
radical. De igual manera, el drenaje puede ayudar a mantener el balance salino del suelo
(Grassi, 1981).
Existen dos tipos de drenaje: superficial y subterráneo. El drenaje superficial es una
obra que viene como consecuencia de la incapacidad del exceso de agua en la superficie de
trasladarse hasta un punto de desfogue. En cuanto al drenaje subterráneo, se produce por la
incapacidad de evacuar el exceso de agua presente en el perfil del suelo hasta una salida
subterránea satisfactoria (Luthin. 1967).
Drenaje subterráneo
Tipos de sistemas de drenaje subterráneo
Drenaje Paralelo o rejilla
En este sistema de drenaje las tuberías de subdrenes laterales son dispuestas
perpendiculares al colector de la siguiente manera:
Fig. 5.- Ilustración de drenaje paralelo o rejilla (Fuente: Saldarriaga, 2016)
17
Drenaje tipo espina de pescado
Este sistema es el más popular y el que se propone utilizar en el presente proyecto. La
diferencia con el drenaje paralelo es que la disposición de los drenes laterales forma ángulos
agudos con respecto al dren colector como se muestra a continuación.
Fig. 6.- Ilustración de drenaje tipo espina de pescado (Fuente: Saldarriaga, 2016)
18
ESTUDIO DE SUELOS
El estudio de suelo comprende una serie de ensayos realizados sobre una muestra del
terreno donde se realizará el proyecto. El estudio de suelo es primordial para el diseño del
proyecto de drenaje subterráneo. Se necesita saber las características del suelo para determinar
el dimensionamiento del drenaje. Además, información sobre el suelo proporcionara
precauciones al momento de realizar la excavación y los trabajos sobre el mismo.
Para el diseño del sistema de drenaje se resolvió realizar los siguientes ensayos: ensayo
Proctor estándar, análisis granulométrico y ensayo de permeabilidad (carga constante). Estos
ensayos nos proveerán de la información necesaria para continuar con el diseño y
dimensionamiento del sistema de drenaje.
Ensayo Proctor Estándar
El ensayo Proctor estándar permite determinar la densidad seca máxima en un terreno
en relación con su grado de humedad, a una energía de compactación determinada. Su
procedimiento consiste en tamizar la muestra de suelo según lo especificado en la norma
ASTM D698-07, luego, tomar el peso del molde 4’’ a ser utilizado en el ensayo estándar (sin
el plano ni el collar). Se tomo una muestra de 3000 gramos de suelo y humedecer la muestra al
5%, agregando, en este caso 150 [mL], agua y con guantes de caucho mezclar la muestra de tal
manera que quede uniforme. Se procedió a armar el molde de compactación, con el plato base
y el collar, y se llenó el mismo hasta 1/3 de su capacidad. A seguir, con el martillo de
compactación se dio 25 golpes al suelo en el molde, según lo estipulado en la norma ASTM
D698-07, de manera que los 4 primeros golpes se los dan en forma de cruz y los 21 restantes
en un movimiento circular alrededor del molde. Se repitió el proceso hasta llenar el molde
agregando 1/3 dos veces más y se desarmo el collar del molde removiendo con una espátula el
excedente de suelo hasta que quede al mismo nivel que el molde. Retirar el plato base y con la
19
muestra de suelo compactada y en el molde, pesarlos y anotar su valor. Utilizando el martillo
compactador, remover el suelo del molde y devolverlo a la tara plástica. Obtenido el peso de
la muestra, calcular nuevamente la cantidad de agua a agregar para que el contenido de
humedad aumente en un 3%. Repetir el proceso hasta que el peso del molde con el suelo
compactado disminuya con respecto al anterior valor. (Braja, 2015).
Los resultados son los siguientes:
Muestra #
Contenido
de
humedad
teórico %
Peso del
suelo
húmedo
[kg]
volumen
del molde
[m3]
densidad
húmeda
[kg/m3]
densidad
seca
[kg/m3]
peso
específico
seco
[kN/m3]
1 2.5 1,66 0,000948 1753 1669 16,37
2 4 1,74 0,000948 1838 1702 16,69
3 5.6 1,8 0,000948 1898 1710 16,77
4 7 1,91 0,000948 2014 1766 17,32
5 8.5 1,88 0,000948 1982 1694 16,61
Tabla 1. Resultados Ensayo Proctor Estándar
La curva de compactación describe un suelo arenoso o mezcla de arena y limo. Se puede
observar que el suelo alcanzo un contenido de humedad optimo del 7%, así como un peso
específico seco máximo de 17.3 [kN/m3].
20
Fig. 7.- Curva de compactación
Granulometría
El análisis granulométrico de los suelos es uno de los ensayos más básicos y sencillos
para caracterizar una muestra de suelo (o agregado en caso de hormigón), sin embargo, tiene
suma importancia en este proceso. A través de este ensayo podemos aproximarnos a las
principales características del suelo, como: capacidad portante, deformabilidad y hasta
permeabilidad (Terzaghi, 1980). A partir de la muestra recogida se obtuvo la siguiente curva
granulométrica.
A partir del análisis realizado a los resultados obtenidos se pudo concluir que la muestra
de suelo pertenece a un suelo arenoso pobremente graduado (SP), categorización obtenida por
SUCS. Al tener una forma irregular esta curva se observa una muy pequeña cantidad de finos.
21
Fig. 8.- Curva Granulométrica
Ensayo de Permeabilidad (carga constante)
El ensayo de permeabilidad nos permite determinar el coeficiente de permeabilidad del
suelo. Existen dos ensayos estándar para la determinación de la permeabilidad hidráulica del
suelo: uno de carga constante y uno con carga variable. El ensayo de carga variable se
recomienda para suelos finos. Mientras que para suelos granulares (o arenosos) el ensayo de
carga constante funciona apropiadamente. El ensayo se realizó utilizando la norma americana
ASTM D2334. Para empezar, se introdujo la piedra porosa en el permeámetro. Después, se
añadió el suelo por capas con la ayuda de un embudo y distribuyéndolo uniformemente. A
seguir, se colocó la segunda piedra porosa en el permeámetro, sobre el suelo que se acaba de
colocar, y se cerró el permeámetro colocando el recipiente sobre la balanza y encerándola. A
continuación, se colocó una manguera con una válvula en la salida del permeámetro y se la
puso en dirección del recipiente con la balanza. A través del embudo de la parte superior se
añadió agua manteniendo la altura constante de la misma en el embudo. Finalmente, se abrió
la válvula y se cronometro el tiempo que tomaba que la balanza marcara un peso de agua de
500g.
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0,00,11,010,0100,0
PO
RC
ENTA
JE Q
UE
PA
SA
CIE
NTO
S
TAMAÑO NOMINAL [MM]
CURVA GRANULOMÉTRICA MUESTRA DE SUELO
22
𝑘 =𝑄𝐿
𝐴𝑡ℎ
Donde:
k es el coeficiente de permeabilidad.
Q es la cantidad de agua descargada.
L es la altura inicial de la muestra.
A es el área de la sección transversal entre manómetros.
t es el tiempo total de desagüe.
h es la altura del embudo
Los datos obtenidos en la práctica se muestran a continuación:
Diámetro 6 cm
Área 28.27cm2
Altura inicial muestra 13.8 cm
Tabla 2. Datos del permeámetro
Altura embudo Altura final muestra Q t
70 cm 13.6 cm 500 cm3 185 s
Tabla 3. Datos obtenidos del ensayo de permeabilidad.
Los cálculos realizados se muestran a continuación:
𝑘 =(500)(13.8)
(28.27)(185)(70)
𝑘 = 0.0188 𝑐𝑚/𝑠
Corrección por temperatura considerando 23ºC como temperatura de ensayo:
𝑘 =0.000933
0.0010030.0188𝑐𝑚/𝑠
𝒌 = 𝟎. 𝟎𝟏𝟕𝟓𝒄𝒎/𝒔
23
El valor de k da un resultado de 10-2, lo que muestra un suelo arenoso según la figura
9. De esta manera corroborando el estudio granulométrico y en el ensayo Proctor estándar.
Fig. 9. Relación Drenaje-Tipo de suelo- Determinación de K (Fuente: Angelone, Garibay y
Caupaché, 2006)
24
DISEÑO DEL SISTEMA DE DRENAJE
Dimensionamiento
Para el mes de lluvia más fuertes que es abril se tiene un promedio de lluvia diaria de
4.83 mm.. Sin embargo, gracias a los datos hidrológicos del INAMHI (Instituto Nacional de
Meteorología e Hidrología) se tiene que para abril del año 2017 el día con lluvias más fuerte
tuvo una cantidad de 54.5mm. A partir de este dato se obtendrá el caudal de diseño.
𝑉𝑜𝑙𝑒𝑠𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡𝑖𝑎 = 𝑃𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑀𝑎𝑥. 𝐷𝑖𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑥 Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑛𝑐ℎ𝑎
𝑉𝑜𝑙𝑒𝑠𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡𝑖𝑎 = 0.0545 𝑥 1181
𝑉𝑜𝑙𝑒𝑠𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡𝑖𝑎 = 64.3645 [𝑚3]
Con este volumen de escorrentía se procede el caudal de escorrentía de acuerdo a la
duración de la precipitación
𝑄𝑝 =𝑉𝑜𝑙𝑒𝑠𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡𝑖𝑎
𝐷𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑙𝑙𝑢𝑣𝑖𝑎
𝑄𝑝 =64.3645
60 ∗ 60 ∗ 1
𝑄𝑝 = 0.017879 [𝑚3/𝑠]
Tabla 4. Caudales para 54.5 mm. de lluvia en la cancha en diferentes periodos de tiempo
Horas de Lluvia Caudal [m3/s]
1 0,017879
2 0,008940
3 0,005960
4 0,004470
25
Con la fórmula de Manning presentada a continuación se obtuvo las velocidades y caudales
para las tuberías estándares con pendientes del 1% y el 2%.
𝑉 = 1
𝑛 . 𝑅ℎ
23⁄
. 𝑆1
2⁄
V: Velocidad del agua
n: coeficiente de rugosidad
Rh: Radio hidráulico
S: Pendiente
𝑉 = 1
0.01 . (0.0285696)
23⁄ . (0.01)
12⁄
𝑉 = 0.9346 [𝑚/𝑠 ]
𝑄𝑡 = 𝑉 ∗ 𝐴𝑡
Qt: Caudal de la tubería
At: Área transversal de la tubería
𝑄𝑡 = (0.9346) ∗ (0.0052428)
𝑄𝑡 = 0.0049 [m3/s]
Diámetro (real) [mm] Qt 1% [m3/s] Qt 2% [m3/s]
V 1% [m/s] V 2% [m/s] Radio Hidráulico [mm]
110(102.9) 0.0049 0.0069 0.9346 1.3217 28.5696
160(150.44) 0.0134 0.0190 1.2038 1.7025 41.7688
200(187.36) 0.0241 0.0340 1.3935 1.9707 52.0194
Tabla 5. Capacidad de descarga para las tuberías estándares con pendientes del 1% y 2%.
Observando la tabla 4 se obtuvo que el caudal máximo de escorrentía es de 0.0179
[m3/s], si la lluvia máxima se concentrase en una hora únicamente. Comparando este dato con
la tabla 5 observamos que una tubería de 160 mm. con una pendiente del 2% sería suficiente
para evacuar toda el agua, sin embargo, tiene un margen muy pequeño de diferencia por lo que
se escogió la tubería de 200mm. para mantener un factor de seguridad.
Disposición de los drenes
Para encontrar el espaciamiento entre los drenes se utilizó la fórmula de Hooghoudt:
26
𝑆2 = 4𝐾
𝑅 [𝐻2 − 2ℎ𝑑 + 2𝐻𝐷 − ℎ2]
Fuente:
S: espaciamiento de drenes (m)
d: profundidad de la capa impermeable desde el fondo del dren
D: distancia de la capa impermeable a la altura máxima de agua entre los drenes
h: carga de agua en el dren
H: carga de agua en el punto medio de los drenes
K: conductividad hidráulica
R: tasa de reposición
𝑆2 = 4(0.0175)
0.2 [10.32 − 2(3.68)(1.04) + 2(10.3)(0.90) − (3.68)2]
𝑆2 = 36.20 [𝑀2]
𝑆 = 6.02 [𝑀]
El espaciamiento encontrado fue de poco más de 6 metros, por lo que se redondeara a
6 metros. La profundidad de la misma será de 1.50m, tomando en cuenta una caja de revisión
de volumen de 1 metro cubico, con ancho de pared de 20cms. La profundidad de los drenes
continuara aumentando de acuerdo con la caída asignada a las tuberías.
Plano del sistema de drenaje
A continuación, se detalla en el plano las características del drenaje a construir en el
que se utilizara un diseño de espina de pescado. Para este diseño en particular se empleó cinco
cajas de revisión en el medio de la cancha, donde se sufre el mayor daño, las mismas que están
conectadas entre sí con una tubería de drenaje subterráneo de 200mm de diámetro a una
distancia de 6 metros con una caída del 2%. Cada caja de revisión tiene una dimensión cuadrada
de 1.40x1.40m con paredes de hormigón armado de 20 cms, dejando un área transversal útil
27
de 1.00x1.00. Pese a que las cajas deben ir siendo más profundas para poder transportar el agua
de una caja de revisión a otra mediante la tubería de subdren, todas las tapas de las cajas de
revisión deben estar a la misma altura. De esta manera, nos aseguramos que cada caja de
revisión vaya aumentando su capacidad de volumen, y así el hecho de que el agua se sigue
acumulando en ellas no causara ningún inconveniente.
Que las tapas de las cajas de revisión se encuentren al mismo nivel facilita el
mantenimiento o reparación de las mismas. Cada caja de revisión tiene, además de la conexión
a la siguiente caja, dos tuberías de subdren de 12.5 metros conectados a las mismas para drenar
el agua de los costados de la cancha y no únicamente de la mitad. Estas tuberías de ramificación
tienen una caída del 1%. Adicionalmente, se colocó una última caja de revisión en la esquina
inferior derecha de la cancha con el propósito de evacuar el agua drenada a la red de
alcantarillado.
Además del plano del sistema de drenaje se observa unas líneas punteadas en el mismo,
este detalle denota el área de excavación para los trabajos de construcción. Con esta
información se procederá a calcular el volumen de movimiento de tierras, y posteriormente
analizar el tiempo estimado que tomará el proyecto. La caída en las tuberías es varia del 1% al
2% por la urgencia de evacuar el agua, ya que las ramificaciones transportaran una menor
cantidad de agua que las tuberías de subdren que conectan las cajas de revisión entre sí. En
cada caja de revisión se existe un numero negativo, este indica el nivel más bajo de la misma.
30
Cortes y detalle
Fig. 12.- Corte A -A’
Fig. 13.- Corte B-B’, armado de la caja de revisión. (unidades en metros)
Fig. 14.- Corte C-C’ (unidades en metros)
Fig. 15.- Corte D-D’ (unidades en metros)
31
PROCESO CONSTRUCTIVO
El proceso de excavación debe empezar por el extremo Sur-Este de la cancha donde la
misma es de mayor altura, colocando el material extraído a una distancia de 3 metros del borde
de la excavación para evitar derrumbes en las fosas excavadas. La precisión en el trabajo de
excavación es de vital importancia para mantener las pendientes apropiadas para las tuberías a
instalar. Para asegurar una precisión alta se utilizará un teodolito electrónico o una estación
total, el cual deberá ser operado por el residente de obra que obligatoriamente deberá estar
familiarizado con su funcionamiento. Se debe anticipar el trabajo de excavación dependiendo
de la caja de revisión alrededor de la cual se trabaja.
Para empezar, se debe realizar la excavación que conecta la caja de revisión en la
esquina Sur de la cancha con la caja de revisión que se conecta con el sistema de alcantarillado.
Adicionalmente se debe modificar las dimensiones de la caja de revisión que se encuentra
actualmente en esa esquina. Dicha caja de revisión llega a una altura de -0.85 m., sin embargo,
en el diseño se obtuvo que la base de esa caja de revisión se encuentra a -2.61 m. La conexión
entre estas dos últimas cajas de revisión se lo hará con una tubería de 200mm sin orificios de
drenaje. Se debe dejar un orificio en la caja de revisión cuyas dimensiones estamos
modificando para que entre la otra tubería que conecta la caja de revisión 5 con la 6 previo a la
fundición de la misma. Ahora se trabajará en la caja de revisión 5, para la cual se necesita la
labor de excavación a los 3 extremos de la misma; dos a los costados y una para conectar la
caja de revisión 5 con la 4. Otra vez de indica la suma importancia de la precisión al momento
de excavar para dar la caída diseñada a las tuberías. Posteriormente a la excavación, se coloca
una cama de gravilla de (tamaño nominal por verse), se ubica a los tubos de drenaje en posición
y a seguir se arma el encofrado para la caja de revisión 5 (la tubería debe atravesar el encofrado
sin tener alteraciones que afecten el desempeño de la misma). Finalmente, se coloca el armado
de acero según el diseño y se funde el hormigón dentro del encofrado y se deja fraguar. Es
32
importante hidratar el hormigón los días después de la fundición para mejorar las características
del mismo, así como su desempeño.
Luego de tener la caja de revisión lista se coloca la grava de máximo de 7.5cms una altura de
1 metro y se compacta el terreno por capas. La compactación del terreno también es primordial
para mantener el mismo nivel a lo largo de toda el área de juego y brindar un servicio de
acuerdo con las necesidades del proyecto. El proceso constructivo es el mismo para las cajas
de revisión 4, 3, 2 y 1.
Calendario de actividades Tentativo
El calendario de actividades presentado a continuación es un cronograma tentativo de
las actividades a realizarse diariamente durante un periodo de 5 semanas a realizarse en un solo
mes, para reducir costos de mano de obra. Las estimaciones que se han realizado para un jornal
fueron tomadas a partir de los rendimientos del Manual de costos de construcción de la
CAMICON. En este cronograma se cuenta con 3 días extra para tomar en cuenta cualquier
demora en entrega de material, condiciones ambientales o cualquier otro percance que pudiese
ocurrir.
Tabla 6. Numero de Referencia y Actividad
# Referencial Actividad
1 Excavación
2 Armado Encofrado
3 Desarmado Encofrado
4 Armado refuerzo
5 Fundición Hormigón
6 Colocación Dren
7 Colocación Tubo
8 Relleno (tierra)
9 Compactación
10 Relleno (grava)
33
Actividad Lunes Martes Miercoles Jueves Viernes Sabado Domingo
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Actividad Lunes Martes Miercoles Jueves Viernes Sabado Domingo
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Actividad Lunes Martes Miercoles Jueves Viernes Sabado Domingo
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Actividad Lunes Martes Miercoles Jueves Viernes Sabado Domingo
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
SEMANA 2
SEMANA 3
SEMANA 4
SEMANA 1
34
El proyecto de seguir el calendario de actividades tentativo estaría concluido en 21 días
laborables. Sin embargo, siempre pueden ocurrir demoras por factores externos e internos.
Debido a las características climáticas del sector se recomienda realizar la obra en el mes de
julio, donde la cantidad de lluvia es la mínima.
Actividad Lunes Martes Miercoles Jueves Viernes Sabado Domingo
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Actividad Lunes Martes Miercoles Jueves Viernes Sabado Domingo
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Actividad Lunes Martes Miercoles Jueves Viernes Sabado Domingo
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
SEMANA 3
SEMANA 4
SEMANA 5
35
ANALISIS DE COSTOS
Costo actual de mantenimiento
Tabla 7.- Información de costos de mantenimiento de la cancha de césped natural
La información obtenida fue solicitada en la Universidad San Francisco de Quito gracias a la
ayuda de Antonio Solines, Coordinador de Proyectos. Para el efecto del proyecto únicamente
se tomará en cuenta el costo de re-encespado (cuadro resaltado en rojo Tabla 3), ya que este
rubro es el que se vería afectado con la realización del proyecto propuesto. Una inversión de
7560 USD anuales es un monto excesivo para el mantenimiento de una cancha de futbol de
menos de 1200 metros cuadrados (1181 m2 exactamente), sobre todo cuando existen soluciones
efectivas que reducirían este costo considerablemente.
Volúmenes de excavación
Con la ayuda de los planos se debe calcular el volumen de tierra que deberá retirarse
del terreno para poder realizar el sistema de drenaje propuesto. Para esto se debe tomar en
cuenta que la excavación no está realizada al mismo nivel, ya que se necesita una pendiente
para que por la fuerza de gravedad se logre evacuar el exceso de agua de la cancha. El cálculo
de los volúmenes de excavación es de vital importancia, ya que ocupa un porcentaje importante
de costos y de tiempo del proyecto. Por esta razón, se realizó un cálculo a detalle de cada labor
de excavación de forma manual. A continuación, se presentan los resultados.
U 1 5.000,00$ 5.000,00$
MES 12 45,00$ 540,00$
MES 12 125,00$ 1.500,00$
MES 3 40,00$ 120,00$
U 2 200,00$ 400,00$
7.560,00$
Mantenimiento Cancha cesped natural
Re encespado total de la cancha (1 vez al año)
Riego Mensual
Corte de cesped
Arena Lavada
Fertilizaciones
36
Tabla 8. Volumen de excavación para las cajas de revisión
Tabla 9. Volumen de excavación para la tubería central
Tabla 10. Volumen de excavación para las tuberías de las ramificaciones
Volumen Total de Excavación = 251.06 [M3]
Al volumen total se le añadió 15 metros cúbicos para excavar la conexión entre la última caja
de revisión y el desfogue de toda la universidad. A partir de estos datos y con el rendimiento
promedio para excavación de zanjas de 0- 2.75m del manual de costos de la construcción de la
CAMICON que es de 1.231 m3/h, se obtuvo que únicamente para la excavación el trabajo
tomaría 8.5 días aproximadamente. Esto trabajando solamente con un albañil y un peón.
Materiales
Dentro de los materiales para la realización del proyecto tenemos los siguiente:
Caja de Rev. A (M2) h (M) Vol (M3)
1 1,96 1,4 2,744
2 1,96 1,54 3,0184
3 1,96 1,68 3,2928
4 1,96 1,82 3,5672
5 1,96 1,96 3,8416
6 1,96 2,21 4,3316
∑ 20,7956
CAJAS DE REVISION
Dren 2% A = (M2) Hipotenusa Ancho V1 (M3) A dif (M2) V2 (M3) V dren (M3)
1 0,42 6,00163311 1,4 0,588 8,4 11,76 12,348
2 0,42 6,00163311 1,4 0,588 9,24 12,936 13,524
3 0,42 6,00163311 1,4 0,588 10,08 14,112 14,7
4 0,42 6,00163311 1,4 0,588 10,92 15,288 15,876
5 0,42 14,0007 1,4 0,588 11,76 16,464 17,052
∑ 73,5
TUBERIA CENTRAL
Ramificaciones x 2h A = (M2) Ancho V1 A dif (M2) V2 (M3) V1 dren (M3)Vt (M3)
1 1,08 0,72 0,8 0,576 13,5 10,8 11,376 22,752
2 1,22 0,72 0,8 0,576 15,25 12,2 12,776 25,552
3 1,36 0,72 0,8 0,576 17 13,6 14,176 28,352
4 1,5 0,72 0,8 0,576 18,75 15 15,576 31,152
5 1,64 0,72 0,8 0,576 20,5 16,4 16,976 33,952
∑ 141,76
TUBERIA RAMIFICACIONES
37
Tabla 11.- Información de costos de materiales (Fuente: CAMICON, 2016)
Los costos que no han sido tomados en cuenta, como la pala y el teodolito electrónico, la
universidad los puede proveer sin ningún costo extra.
Mano de obra
Para el desarrollo de esta obra hará falta: un residente de obra, un albañil y un peón.
Tabla 12.- Información de costos de mano de obra (Fuente: CAMICON, 2016)
Análisis Costo Beneficio
Tomando en cuenta todos los rubros el proyecto requiere de una inversión inicial de
7668.08 USD. Sin embargo, los costos de mano de obra pueden ser eliminados, ya que la
universidad puede disponer de los trabajadores de mantenimiento o planta física para que
ocupen el rol de albañil y peón. Así mismo, el residente de obra puede ser sustituido por un
estudiante de ingeniería civil, o un grupo de estudiantes, que se encuentre cursando sus últimos
años de la carrera. Suprimiendo este rubro de mano de obra, la inversión en el proyecto se
reduce a 5648.08 USD. A continuación, se presentan los costos de mantenimiento de la cancha
con 25 años y 50 años de vida útil.
Materiales unidades cantidad PU Costo
Pala U 2 -$ -$
Tubos Dren. 200mm M 175 8,26$ 1.445,50$
Tubos 160mm M 24 1,61$ 38,68$
Anillo de caucho U 2 3,31$ 6,62$
Malla electrosoldada M2 35 3,97$ 138,95$
Horm. 180 M3 11 72,03$ 792,33$
Gravilla Sub III M3 233 13,50$ 3.145,50$
Encofrado Muro 1 caraM2 35 2,30$ 80,50$
Teodolito electronico U 1 -$ -$
5.648,08$
MO Salario
Residente de obra 1.000,00$
Albañil 520,00$
Peon 500,00$
2.020,00$
38
Tabla 13.- Costos de mantenimiento durante 25 años implementando el proyecto
Tabla 14.- Costos de mantenimiento durante 25 años sin implementar el proyecto
Tabla 15.- Costos de mantenimiento durante 50 años implementando el proyecto
Tabla 12.- Costos de mantenimiento durante 50 años sin implementar el proyecto
Comparando los resultados de la tabla 9 y 10 se observa que la inversión no solo se
recupera, sino que deja un margen de ganancia de 1.148,08 USD para el segundo año. Este
margen solo sigue acumulándose, y para el año 25 el beneficio económico de la universidad
habrá alcanzado los 102.351,92 USD.
En el caso de analizar la vida útil del proyecto como 50 años, como lo especifica la
ficha técnica de las tuberías, comparamos la tabla 11 y 12. De la misma manera para el segundo
ano ya esta recuperada con el mismo margen antes mencionado. Por otro lado, para el año 50
la universidad habrá ahorrado una suma de 214.851.92 USD. Para obtener la tasa de costo
beneficio solo se divide el costo de mantenimiento sin el sistema de drenaje durante los 25 o
50, para el costo de mantenimiento de la cancha con el sistema de drenaje durante los 25 o 50
respectivamente.
Año 1 Año 2 Año 3 … Año 23 Año 24 Año 25
Inversion 5.648,08$ 500,00$ 500,00$ … 500,00$ 500,00$ 500,00$ 17.648,08$
Mantenimiento 7.560,00$ 2.560,00$ 2.560,00$ … 2.560,00$ 2.560,00$ 2.560,00$ 69.000,00$
∑ 13.208,08$ 16.268,08$ 19.328,08$ 86.648,08$
COSTOS DURANTE 25 AÑOS IMPLEMENTANDO EL PROYECTO
Año 1 Año 2 Año 3 … Año 23 Año 24 Año 25
Inversion -$ -$ -$ … -$ -$ -$ -$
Mantenimiento 7.560,00$ 7.560,00$ 7.560,00$ … 7.560,00$ 7.560,00$ 7.560,00$ 189.000,00$
∑ 7.560,00$ 15.120,00$ 22.680,00$ 189.000,00$
COSTOS DURANTE 25 AÑOS SIN IMPLEMENTAR EL PROYECTO
Año 1 Año 2 Año 3 … Año 48 Año 49 Año 50
Inversion 5.648,08$ 500,00$ 500,00$ … 500,00$ 500,00$ 500,00$ 30.148,08$
Mantenimiento 7.560,00$ 2.560,00$ 2.560,00$ … 2.560,00$ 2.560,00$ 2.560,00$ 133.000,00$
∑ 13.208,08$ 16.268,08$ 19.328,08$ 163.148,08$
COSTOS DURANTE 50 AÑOS IMPLEMENTANDO EL PROYECTO
Año 1 Año 2 Año 3 … Año 48 Año 49 Año 50
Inversion -$ -$ -$ … -$ -$ -$ -$
Mantenimiento 7.560,00$ 7.560,00$ 7.560,00$ … 7.560,00$ 7.560,00$ 7.560,00$ 378.000,00$
∑ 7.560,00$ 15.120,00$ 22.680,00$ 378.000,00$
COSTOS DURANTE 50 AÑOS SIN IMPLEMENTAR EL PROYECTO
39
𝑇𝐶/𝐵 =189.000,00
86.648,08
𝑇𝐶/𝐵 = 2.18
Al ser mayor que 1 la tasa de costo beneficio el proyecto es económicamente rentable. De
hecho, al comparar los costos de mantenimiento realizando el sistema de drenaje contra los
costos sin implementarlo para el segundo año la universidad ya tiene un margen de ganancia.
40
CONCLUSIONES
El proyecto de drenaje para la cancha de césped natural de la Universidad San Francisco
de Quito (USFQ) en el campus de Cumbayá tiene una viabilidad económica favorable. Como
se detalló en el análisis costo beneficio, la universidad ya tendrá un margen de ganancia al
segundo año; y al tomar en cuenta el ahorro de dinero durante la vida útil del proyecto, este
margen crece exponencialmente hasta llegar a los cientos de miles de dólares. Este dinero
puede ser reinvertido en la universidad, en adecuaciones físicas al campus o para ofrecer más
becas a los estudiantes.
Para realizar un proyecto de drenaje subterráneo existe un orden que se debe seguir.
Para empezar, se debe saber dónde se va a realizar el proyecto, ya que las características
climáticas de la zona son cruciales para empezar el diseño. La información meteorología e
hidrológica fue obtenida INAMHI, y analizando la mismas junto con los datos del terreno se
obtuvo el caudal máximo de lluvia que el terreno recibe. A partir de este dato, se escogió la
tubería de drenaje acorde a las necesidades, tomando en cuenta las opciones del mercado.
Como en cualquier proyecto de construcción debemos limitarnos a emplear los materiales que
hay a disposición en el mercado, lo cual facilito un poco el trabajo. También se debe tomar en
cuenta la cantidad de material comercializado al comprador para reducir al máximo posible los
deshechos. En este caso particular los rollos de tubos de subdren de 200mm. se venden de 25
metros, por esta razón se optó que los ramales del sistema de drenaje fuesen de 12.5 metros es
decir la mitad de un rollo para simplificar el trabajo en la construcción al mismo tiempo que se
reduce deshechos.
Implementando el sistema de drenaje propuesto se tendrá una apropiada evacuación del
exceso de agua de la cancha, manteniéndola en buen estado durante todo el año. Esto se traduce
en mejores encuentros deportivos y menor riesgo de lesión de los deportistas por culpa del
campo de juego. Los planos entregados junto con el trabajo de titulación muestran con detalle
41
las áreas de excavación a realizarse, al igual que los cortes necesarios para la correcta
interpretación de los planos. Es de vital importancia una clara explicación de los planos para
que no se presenten inconvenientes al momento de realizar el proceso constructivo del sistema
de drenaje propuesto.
Al momento de escoger el diámetro de las tuberías se debe tomar en cuenta lo
impredecible del clima, por esta razón se escogió dimensiones de diámetro con un factor de
seguridad. En este caso es preferible sobredimensionar un poco las tuberías en lugar de cambiar
todo el sistema después de la construcción del proyecto porque las tuberías utilizadas no
permiten un drenaje apropiado.
Factor de Seguridad:
f = Diámetro Escogido / Diámetro Necesario o Qc /Qp
f = 200 [mm] / 148.55 [mm]
f = 1.34637
La propuesta del proceso constructivo no fue de ninguna manera aleatoria. Para que el
sistema de drenaje funcione debe tener un punto de desfogue, y todo el exceso de agua
evacuada por el sistema es dirigida hacia la caja de revisión de la universidad que se conecta
con el sistema de alcantarillado. Por esta razón, el primer paso en el sistema constructivo es
modificar las dimensiones de la caja de revisión en la esquina Sur- Este de la cancha de acuerdo
a lo que pide el diseño, y conectarla con la caja de revisión conectada al sistema de
alcantarillado. Posteriormente, se procede a realizar las labores de excavación y construcción
de las subsiguientes cajas de revisión; esto en el orden especificado para que a medida que el
proceso constructivo avance el sistema de drenaje pueda entrar en funcionamiento sin
perjudicar el resto de la implementación del sistema de drenaje.
El trabajo de titulación realizado logro relacionar varias de las asignaturas cursadas a
lo largo de la carrera de ingeniería civil, y al mismo tiempo que dio una solución efectiva a un
42
problema recurrente. Manejar los recursos a disposición de manera apropiada permiten el
ahorro de dinero en la elaboración de un proyecto, lo que se traduce en mayor ganancia para
los interesados en la realización del proyecto. Es sumamente importante organizar paso a paso
el orden de las acciones, y su repercusión con el resto del proyecto. De esta manera, se puede
trabajar de forma ordenada, concisa y sin dejar que nada se pase por alto.
Recomendaciones
Para empezar, durante el proceso constructivo se debe señalar claramente los puntos de
referencia para las excavaciones, sobre todo para las cajas de revisión. Esto ya que al momento
de realizar el mantenimiento o algún trabajo sobre las cajas de revisión se debe excavar 40
centímetros de tierra, e intentar encontrar los sitios exactos donde se encuentran las mismas
lleva a un gasto de recursos innecesario. Se debería hacer un estudio más profundo sobre la
cantidad de encuentros que toman lugar en la cancha de césped natural, y su relación con el
daño del terreno de juego. De esta manera, se podría limitar el número de encuentros deportivos
disputados para mantener las condiciones óptimas de la cancha durante periodos más grandes
de tiempo.
Contratar personal calificado para la obra, sobre para la excavación. Como se mencionó
previamente la exactitud en las labores de excavación es primordial para el proyecto, ya que el
agua es evacuada gracias a la fuerza de gravedad provocada por las pendientes. Por esta razón,
el operador del teodolito electrónico o estación total debe ser experimentado y trabajar con
exactitud, al igual que su asistente.
Se puede realizar otra propuesta de un sistema de drenaje, una que sea más económica
o fácil de implementar. El trabajo de titulación contiene únicamente una propuesta para el
sistema de drenaje, la cual teóricamente funciona perfectamente. Sin embargo, varias otras
propuestas pueden realizarse y compararse para seleccionar la mejor.
43
REFERENCIAS
• Arias, A. (1994). Programa de especialización en ingeniería de regadío. Instituto de
Postgrado en vías e ingeniería civil. Popayán. Universidad del Cauca.
• Braja, D. (2015). Principios de Ingeniería de Cimentaciones. Madrid. Thomson
• Coduto, D. (1999). Geotechnical Engineering: Principles and Practices. New Jersey.
Prentice Hall.
• Geyik, M. (1986). FAO Watershed Management Field Manual. Roma. Food and
Agriculture Organization of the United Nations.
• Grassi, C. (1991). Drenaje de Tierras Agrícolas. Mérida. Centro Interamericano de
Desarrollo Integral de Aguas y Tierras (CIDIAT).
• Luthin, J. (1972). Drenaje de Tierras Agrícolas, Teoría y Aplicaciones. México.
LIMUSA.
• Merkel, A. (2018). Climate Data. Obtenido de https://es.climate-
data.org/location/30124/
• Moncayo, R., Cifuentes, D., Abad, E., y Parrales J. (2016). Manual de costos de
construcción. Quito. Cámara de la Industria de la Construcción.
• Saldarriaga, J. (2016). Hidráulica de tuberías. Bogota. Alfaomega.
• Soriano, A., Pancorbo J. (2014). Suministro Distribución y Evacuación Interior de
Agua Sanitaria. Mexico D.F. Alfaomega.
• Stuyt, L., Dierickx,W., y Martinez, J. (2009). Materiales para sistemas de drenaje
subterráneo. Roma. Food and Agriculture Organization of the United Nations.
• Terzaghi, K. y Peck R. (1980). Mecánica de Suelos en la Ingeniería práctica. San Diego.
El Ateneo.
45
Anexo 2.- Fotografía de daño a la cancha 9 de mayo 2017
Anexo 3.- Fotografía de daño a la cancha 19 de septiembre 2017
46
Anexo 4.- Fotografía de daño a la cancha 19 de septiembre 2017
Anexo 5.- Fotografía de daño a la cancha 25 de septiembre 2017
47
Anexo 6.- Fotografía de daño a la cancha y sistema de riego 26 de septiembre 2017
Anexo 7.- Fotografía de daño a la cancha y sistema de riego 26 de septiembre 2017
48
Anexo 8.- Fotografía de daño a la cancha y sistema de riego 26 de septiembre 2017
Anexo 9.- Fotografía de juego bajo la precipitación a la cancha 28 de septiembre 2017
49
Anexo 10.- Fotografía de precipitación en la cancha 28 de septiembre 2017
Anexo 11.- Fotografía de daño a la cancha 16 de noviembre 2017
50
Anexo 12.- Fotografía de daño a la cancha 16 de noviembre 2017
Anexo 13.- Fotografía de daño a la cancha 28 de noviembre 2017
51
Anexo 14.- Fotografía de daño a la cancha 28 de noviembre 2017
Anexo 15.- Fotografía de daño a la cancha 28 de noviembre 2017
52
Anexo 16.- Fotografía de daño a la cancha 7 de diciembre 2017
Anexo 17.- Fotografía de daño a la cancha 7 de diciembre 2017
53
Anexo 18.- Fotografía de daño a la cancha 7 de diciembre 2017
Anexo 19.- Fotografía cancha 22 de febrero 2018
54
Anexo 20.- Fotografía cancha 22 de febrero 2018, agua empozada en gradas por
precipitaciones continuas
Anexo 21.- Tipología de suelos SUCS (Fuente: Reyes, 2018)
55
Anexo 22.- Rango aproximado de OCH vs. Tipo de suelo (Fuente: Terzaghi y Peck, 1980)
Anexo 23.- Valores típico de la conductividad hidráulica (Fuente: Coduto, 1999)
top related